Определение лекарственной устойчивости и субтипа ВИЧ-1

Профиль резистентности по всем классам АРТ и субтипирование — для данных нанопорового (ONT) и капиллярного (Sanger) секвенирования; модели ориентированы на субтипы, циркулирующие в РФ

🧬 Описание пайплайна

Наш алгоритм обеспечивает полный цикл обработки данных секвенирования для выявления мутаций лекарственной устойчивости и точного определения субтипа ВИЧ-1.

• 📥 На входе — два пайплайна под две платформы секвенирования:
  • ONT (нанопоровое секвенирование) — сырые данные FASTQ после базколлинга Dorado (POD5/FAST5 → FASTQ). Пайплайн OnSiteSeq HIV, субтип по гену env.
  • Sanger (капиллярное секвенирование) — хроматограммы .ab1 (прямое и обратное прочтения ампликона pol PR-RT) или готовый консенсус FASTA. Пайплайн OnSiteSeq HIV Sanger, субтип по гену pol.
• 📤 На выходе: Исследовательский HTML-отчёт (RUO) и расширенный отчёт для биоинформатика.

🧭 Класс по Балтимору: VI — (+)ssRNA-RT (ретровирусы)

Класс VI объединяет ретровирусы: их геном — одноцепочечная РНК положительной полярности, однако она не работает напрямую как мРНК — сначала вирусная обратная транскриптаза (ОТ, ген pol) переписывает РНК в ДНК, а интеграза встраивает эту ДНК-копию в геном хозяина, образуя провирус. ВИЧ-1 — канонический представитель класса: провирус становится постоянной частью клетки и пожизненным источником новых вирусных частиц, именно поэтому инфекцию невозможно элиминировать современной терапией. Обратная транскриптаза лишена корректирующей (3’→5’-экзонуклеазной) активности, поэтому ошибки при копировании накапливаются на порядки быстрее, чем у клеточных ДНК-полимераз — отсюда квазивидовое разнообразие ВИЧ у каждого пациента и стремительный отбор устойчивых вариантов под давлением препаратов. Именно поэтому лекарственная устойчивость ВИЧ — это мутации в гене pol (обратная транскриптаза, протеаза, интеграза), которые и читает наш пайплайн по правилам Stanford HIVdb.

📊 Доступность продукта

🎯 Гены и мутации резистентности

ONT-пайплайн анализирует ген pol целиком — все три фермента-мишени антиретровирусной терапии; Sanger-пайплайн — в пределах секвенированных ампликонов (обычно PR+RT; IN — при наличии отдельного ампликона). Интерпретация мутаций выполняется по правилам Stanford HIVdb — мирового стандарта генотипической интерпретации ЛУ-ВИЧ.

Ингибиторы интегразы — первая линия современной АРТ (долутегравир включён в российские клинические рекомендации), поэтому мониторинг мутаций интегразы (Q148 + вторичные) имеет особое значение.

⚙️ Версии и ML-модели

Мы постоянно совершенствуем наш пайплайн и модели машинного обучения.

Основной инструмент

ML-модели

На OnSiteSeq Edge (arm64) пока работают HIV-1-Resist-Rus 3.0.0 и HIV-1-M-Env-Rus 1.0.0; обновление — в процессе. У рекомбинантных форм субтип по env (ONT) и по pol (Sanger) может законно различаться — в отчёте всегда указан ген.

📚 Публикации и Конференции

Наш инструмент прошел валидацию и был представлен на следующих ведущих научных площадках:

• МНСК-2026 — Перейти к странице доклада
• МФТИ-2026 — Перейти к странице доклада
• МСИТ-2026 — Перейти к странице доклада

🛠 Под капотом: Зависимости и Окружение (Pipeline Stack)

Пайплайны управляются с помощью фреймворка Snakemake и разделены на изолированные Conda-окружения для максимальной воспроизводимости.

OnSiteSeq HIV (ONT)

OnSiteSeq HIV Sanger

🖥 Карточки пайплайнов в OnSiteSeq Cockpit

Карточки ВИЧ-1 (ONT) и ВИЧ-1 Sanger в OnSiteSeq Cockpit Cloud:

📋 Примеры отчётов

Ознакомьтесь с тем, как выглядят итоговые результаты работы пайплайна:

• 📄 Пример исследовательского HTML-отчёта (RUO)
• 💻 Пример детализированного отчёта для биоинформатика

🌍 Глобальный контекст: почему это важно

• Россия — более 1 млн людей живут с ВИЧ; в стране и Восточной Европе доминирует субтип A6 (бывш. A-FSU), редкий на Западе. Наши модели HIV-1-M-Env-Rus, HIV-1-M-Pol-Rus и HIV-1-Resist-Rus ориентированы на субтипы, циркулирующие в РФ, и проверяются на российской когорте EpidRuSeq — это их ключевое отличие от западных аналогов, заточенных под субтип B.
• ВОЗ — генотипическое тестирование лекарственной устойчивости рекомендовано до старта АРТ: переданная устойчивость к ННИОТ в ряде регионов превышает 10%-й порог.
• INSTI-эра — переход первой линии на долутегравир делает мониторинг мутаций интегразы приоритетом надзора за ЛУ-ВИЧ.

🔬 Источники

• 📄 Stanford HIV Drug Resistance Database (HIVdb) — стандарт интерпретации мутаций ЛУ-ВИЧ
• 📄 REGA HIV-1 Subtyping Tool — субтипирование ВИЧ-1
• 📄 WHO — HIV Drug Resistance Report

🔬 Связанные OnSiteSeq-исследования

Углубитесь в контекст проблемы, изучив наши дополнительные материалы и статьи.

Академические исследования:

• 📄 ВИЧ и демография России. Анализ последствий (PDF)

Научно-популярные статьи, видео (Дзен):

• 🔗 С точки зрения биоинформатики: ВИЧ. Часть 1. История и хроника распространения ВИЧ в России и мире
• 🔗 С точки зрения биоинформатики: ВИЧ. Часть 2. Молекулярная биология вируса
• 🔗 С точки зрения биоинформатики: ВИЧ. Часть 3. Лекарственная устойчивость (ЛУ-ВИЧ)